Dzīve balstās uz precīzu līdzsvaru starp enerģijas ieplūdi un enerģiju. Taču pasaules uzsildīšana par 1.2 ℃ ar siltumnīcefekta gāzēm nozīmē, ka mēs Zemes sistēmā esam ieslodzījuši ārkārtīgi daudz papildu enerģijas.
Mēs jau daudzos mūsu planētas apgabalos jūtamies kā dzīvotu tropiskā salā. Ja klimats turpinās kļūt siltāks, tā būs nopietna problēma mums visiem. Raimonda Kļaviņa foto caur Unsplash
Kopš 18. gadsimta cilvēki ir izņēmuši fosilo kurināmo no savas drošās krātuves dziļi pazemē un sadedzinājuši, lai ražotu elektroenerģiju vai elektroenerģijas iekārtas.
Tagad mēs esam pārveidojuši ogles, naftu un gāzi vairāk nekā divos triljonos tonnu siltumu uztverošā oglekļa dioksīda un citās siltumnīcefekta gāzēm un pievienoja tos atmosfērai.
Pašreizējais rezultāts? Vidējā temperatūra uz planētas virsmas ir par aptuveni 1.2 ℃ augstāka nekā pirmsindustriālā laikmetā. Tas ir tāpēc pievienojot jaunu oglekli Pasaules dabiskais oglekļa cikls ir izraisījis nelīdzsvarotību enerģijas daudzumā, kas nonāk Zemes sistēmā un atstāj to.
Lai sasildītu visu planētu, ir nepieciešams ārkārtīgi daudz papildu enerģijas. Jaunākie pētījumi parāda, ka pēdējo 25 gadu laikā mēs Zemes sistēmai esam pievienojuši 50 miljardu kodolbumbu enerģiju.
Miljardiem kodolbumbu, lai sasildītu 1.2 ℃ – un ko tad? Tas šķiet mazs, ņemot vērā to, cik daudz temperatūra mainās katru dienu. ( pasauleVidējā virsmas temperatūra 20. gadsimtā bija 13.9 ℃.)
Taču gandrīz visu šo enerģiju līdz šim ir aizņēmuši okeāni. Nav brīnums, ka mēs redzam strauja sasilšana mūsu okeānos.
Goldilocks zona
Merkurs ir Saulei tuvākā planēta. Tas kļūst karsts, vidējā temperatūra ir 167℃. Bet tajā nav atmosfēras. Tāpēc arī otrā planēta, Venēra, Vai karstākais Saules sistēmā vidēji 464℃. Tas ir saistīts ar atmosfēru, kas ir daudz biezāka par Zemes un kurā ir blīvs oglekļa dioksīds. Venerai kādreiz varēja būt šķidri okeāni. Bet tad notika bēguļojošs siltumnīcas efekts, kas aizturēja patiešām milzīgus siltuma daudzumus.
Viens no iemesliem, kāpēc mēs esam dzīvi, ir tas, ka mūsu planēta riņķo ap Goldilocks zona, tieši pareizā attālumā no Saules, lai nebūtu pārāk karsts un nebūtu pārāk auksts. Nedaudz Zemes iekšējā siltuma nokļūst aukstajā garozā, kurā mēs dzīvojam. Tas padara mūs atkarīgus no cita siltuma avota - Saules.
Kad Saules gaisma un siltums sasniedz Zemi, daļa tiek absorbēta virspusē un daļa tiek atstarota atpakaļ kosmosā. Mēs redzam daļu no Saules izstarotās enerģijas, jo Saule ir karsta un karstāki objekti izstaro starojumu elektromagnētiskā spektra redzamajā daļā.
Tā kā Zeme ir daudz vēsāka par Sauli, tās izstarotais starojums garos infrasarkano viļņu garumos ir neredzams. Liela daļa šīs enerģijas nonāk kosmosā, bet ne visa. Dažas gāzes mūsu atmosfērā ļoti efektīvi absorbē enerģiju tajos viļņu garumos, kādus izstaro Zeme. Šīs siltumnīcefekta gāzes dabiski rodas Zemes atmosfērā un uztur planētu pietiekami siltu, lai tā būtu apdzīvojama. Tā ir vēl viena Goldilocks zona.
Un tad ir trešā Goldilocks zona: nesenā vēsture. Visa cilvēces civilizācija ir radusies neparasti maigajos 10,000 XNUMX gados pēc pēdējā ledus laikmeta, kad klimats lielākajā daļā pasaules nav bijis pārāk karsts un ne pārāk auksts.
Taču tagad mums ir ļoti reāls risks izstumt sevi ārpus ērtiem klimatiskajiem apstākļiem, kas ļāva cilvēkiem paplašināties, saimniekot, būvēt pilsētas un radīt.
Enerģijas blīvās degvielas, kas padarīja iespējamu industriālo civilizāciju, ir ar milzīgu dzēlienu astē. Dedzini tagad, maksā vēlāk. Tagad likumprojekts ir kļuvis skaidrs.
Kā mēs zinām, ka tas ir īsts? Satelīti mēra ātrumu, kādā Zemes virsma izstaro siltumu. Jebkurā brīdī tūkstošiem Argo robotizētie pludiņi punktu mūsu okeāniem. Viņi gandrīz visu savu dzīvi pavada zem ūdens, mērot siltumu un virsmu, lai pārraidītu datus. Un mēs varam izmērīt jūras līmeni ar plūdmaiņu līmeņiem un satelītiem. Mēs varam pārbaudīt mērījumus starp visām trim pieejām.
Klimata pārmaiņas: vairāk enerģijas ienāk, nekā iziet
Siltumnīcefekta gāzes ir spēcīgas. Lai iegūtu lielu efektu, nepieciešamas tikai nelielas koncentrācijas.
Mēs jau esam palielinājuši oglekļa dioksīda daudzumu atmosfērā par aptuveni 50%, kā arī pievienojuši ievērojamu daudzumu metāna un slāpekļa oksīda. Tas izstumj mūsu dzīvību uzturošo siltumnīcas efektu no līdzsvara.
Nesenā studēt liecina, ka enerģijas nelīdzsvarotība ir līdzvērtīga aptuveni 380 cetadžoulu papildu siltuma uztveršanai no 1971. līdz 2020. gadam. (Laiks no 1971. gada līdz mūsdienām veido kontu apmēram 60% no visām emisijām).
Viens zetadžouls ir 1,000,000,000,000,000,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX džouli – ļoti liels skaitlis!
Little Boy, kodolbumba, kas iznīcināja Hirosimu, ražoja enerģiju 15,000,000,000,000 50 2020 25 XNUMX džoulu apmērā. Tas nozīmē, ka cilvēces siltumnīcefekta gāzu emisiju ietekme šajā XNUMX gadu periodā līdz XNUMX. gadam ir aptuveni XNUMX miljardu reižu lielāka par enerģiju, ko izstaro Hirosimas kodolbumba.
Ja mēs esam ieslodzījuši tik daudz papildu siltuma, kur tas ir?
Līdz šim gandrīz katrs papildu enerģijas džouls — aptuveni 90% — ir nonākts mūsu okeānos, jo īpaši ūdens augšējos kilometros. Ūdens ir lielisks siltuma uztvērējs. Lai to uzsildītu, ir nepieciešams daudz enerģijas, bet sildīt mums ir. Karstāki okeāni ir galvenais koraļļu balināšanas un jūras līmeņa celšanās veicinātājs.
Ir nepieciešams ilgs laiks, lai okeānos nonāktu tik daudz siltuma, un, tiklīdz tas ir tur, tas nepazūd. Pilnīga globālās sasilšanas maiņa var nebūt iespējama. Tikai apturēt temperatūras paaugstināšanos nozīmē novērst nelīdzsvarotību un samazināt CO2 līmeni līdz pirmsindustriālā laikmeta līmenim 280 ppm.
Ja mēs spēsim sasniegt nulles siltumnīcefekta gāzu emisijas, mēs, visticamāk, apturēsim turpmāku globālo sasilšanu un oglekļa dioksīda koncentrācija lēnām sāks kristies.
Reāli tas nozīmē ātru, liela mēroga emisiju samazināšanu un oglekļa uztveršanas ieviešanu, lai kompensētu emisijas, kuras mēs nevaram novērst.
Lai virzītos tālāk un atvēsinātu planētu atpakaļ uz pirmsindustriālo klimatu, būtu vajadzīgas neto negatīvas emisijas, kas nozīmē, ka mums no atmosfēras būtu jāizņem vēl vairāk oglekļa nekā jebkādas ilgstošas emisijas.
Diemžēl mēs vēl neesam tur. Cilvēka radītās siltumnīcefekta gāzu emisijas ir plkst tuvu rekordam. Bet tīras enerģijas ražošana paātrinās. Šogad varētu būt pirmo reizi, kad enerģijas emisijas sāk samazināties.
Mēs esam sacīkstēs, un likmes ir tik augstas, cik vien iespējams – nodrošināt dzīvošanai piemērotu klimatu mūsu bērniem un dabai.
